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Gießformherstellungsverfahren und Vorrichtung zur
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Ausführung des Verfahrens Beschreibung Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen und insbesondere auf ein Formherstellungsverfahren,
bei dem als Bindemittel für den Formsand eine wasserlösliche Paste verwendet wird,
so daß eine Form erhalten wird, die später im Laufe einer Formherstellungsperiode
in kurzer Zeit getrocknet und verfestigt wird bzw.
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erstarrt.
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Wasserlösliche Bindemittelpaste ist in Verbindung mit Formsand über
eine lange Zeit hinweg benutzt worden. Ein die Bindemittelpaste enthaltender Formsand
ist leicht von dem Modell und dem Gießkasten zu trennen, so daß eine
günstige
feine und glatte Gießformoberfläche erhalten wird.
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Der Formsand kann ferner vollständig und auf wirtschaftliche Weise
wiederverwendet werden. Die Bindemittelpaste weist jedoch zahlreiche Nachteile auf,
wie beispielsweise die lange Zeitdauer, bis der die Bindemittelpaste enthaltende
Formsand getrocknet und erstarrt ist, die schlechte Formbarkeit und haltbarkeit
des die herkömmliche Paste enthaltenden Formsandes und die daraus sich ergebende
schlechte Handhabung, und die Zerstörung des Bindemittels, wenn dieses über eine
lange Zeitdauer hinweg sich selbst überlassen bleibt. Insbesondere das Bindemittel
aus Stärkepaste hat noch einen weiteren Nachteil: Es enthält eine ziemlich große
Menge an Wasser. Gemäß dem Stand der Technik enthält unter gewöhnlichen Umständen
eine Form, für die das Stnrkebindemittel verwendet wurde, 6 bis 8 z Wasser. Infolgedessen
ist ausgehend vom Zeitpunkt der Formfertigstellung einer Gießform mit 5 kg Masse
eine ungünstig lange Zeit von 2 bis 3 Stunden bis zu dem Zeitpunkt der Beendigung
des Trocknens und Erstarrens erforderlich. Die Umschlags-und bzw. Umsatzleistung
der Form, wie beispielsweise ein tlolzmodell und ein Kern, wird sehr schlecht. Die
Formungsgeschwindigkeit der Form ist niedrig, so daß die Form während des llerstellungsvorganges
losbrechen kann, in der Stärkepaste enthaltene Amylase selbst bei Raumtemperatur
zerstört werden kann und die Haftfähigkeit der Paste im Laufe der Zeit geringer
wird. Das herkömmliche Bindemittel wird infolgedessen gegenwärtig praktisch nicht
angewendet.
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Es gibt viele Verfahren zur Herstellung von Gießformen, die keine
derartige bekannte Bindemittelpaste verwenden, so beispielsweise das sog. C02-Verfahren,
das "SllELL"-Formverfahren und das Zementierformverfahren.
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Bei dem C02-Verfahren wird etwa 4 % Natriumsilikat (Wasserglas) mit
Kieselsand vermischt und die Form gebildet;
dann wird für eine kurze
Zeit Kohlensäuregas in die Form geblasen, um diese erstarren zu lassen. Bei dem
SHELL"-Formverfahren wird für die Herstellung einer Gießform ein Modell mit einem
Gemisch aus Siliciumsandpulver und einem warmaushärtbaren Kunstharz bedeckt. Bei
anderen Verfahren wird chemisch abbindendes Kunstharz, Zement, usw. für die Herstellung
einer Form verwendet.
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Aber auch die herkömmlichen Verfahren für die Formherstellung haben
viele Nachteile. Der bei dem Kohlensäuregas-Verfahren verwendete Sand oder jeglicher
Zement ist nicht wiederverwendbar, so daß das Verfahren nicht wirtschaftlich ist.
Bei den Kunstharz verwendenden Verfahren, wie beispielsweise dem SHELL -Formverfahren,wird
während des Einfüllvorganges von dem Phenolkunstharz schlechtriechendes Gas erzeugt.
Für eine Wiederverwendung der Form bei "SHELL"-Formverfahren ist eine vollständige
Behandlung notwendig. Weiterhin sind die Kosten für Kunstharz relativ hoch und die
Ausgestaltung der Gießform sehr schwierig. Insbesondere bei dem das giftige Kohlensäuregas
verwendende C02-Verfahren wird eine große Menge an Abfallsand erzeugt.
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In dem Abfallsand ist freie Alkalilauge enthalten; der Sand verklumpt
durch Verbrennen bzw. Erhitzen, so daß er nicht wiederverwendbar ist. In Massen
angehäufter Sand kann zu einem Umweltverschmutzungsproblem werden.
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Daraus ist der Schluß zu ziehen, daß das die herkömmliche, wasserlösliche
Bindemittelpaste verwendende Verfahren vorteilhafter ist unter der Voraussetzung,
daß seine Nachteile, die lange Zeitdauer, bis die in der Gießform enthaltene Paste
getrocknet und erstarrt ist, die schlechte Verformbarkeit und Haltbarkeit der die
Paste enthaltenden Form, diesleichte Zerstörbarkeit des Bindemittels und die in
der Form enthaltene große Menge Wasser, alle vollständig beseitigt werden.
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Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes
Herstellungsverfahren für eine Gießform zu schaffen, bei dem die die wasserlösliche
Bindemittelpaste enthaltende Form sehr schnell trocknet und erstarrt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Verfahrensschritte
einer schnellen Trocknung des mit Bindemittel gemischten und gekneteten Sandes und
der Erstarrung der Sandform vorgesehen.
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Ein anderes Merkmal der Erfindung beinhaltet die Verfahrenschritte
einer dielektrischen Erhitzung, einem Einblasen von ileißluft oder einer Unterdruckverdampfung
des Sandes während der Formherstellung.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Anwendung des Prinzipes
einer Zwangstrocknung während des Formherstellungsverfahrens und des Prinzips der
Wasserdampfabführung zur Verkleinerung des Dampfdruckes in dem Formsand.
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Für die wirksame Durchführung des erfindungsgemäßen verbesserten
Verfahrens zur Herstellung einer Gießform wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung
geschaffen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden
Beschreibung angegeben.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden für die Herstellung
einer wasserlöslichen Paste Weizenmehl, Maismehl, Stärke und Dextrin zusammengemischt;
diese Paste wird mit Formsand vermischt und das Gemisch ausreichend geknetet. Für
die Herstellung einer Gießform wird anschließend das gemischte und geknetete Material
aus Sand und Paste in eine Holzform oder ein Modell mit Kern eingefüllt, und die
Form durch Mikrowellen oder Hochfrequenz dielektrisch geheizt. Beim Beheizen mit
Mikrowellen werden die Moleküle des zu beheizenden
Materials auf
bekannte Weise in Schwingungen versetzt und damit im Inneren der Form Wärme erzeugt.
Das gesamte Material der Gießform wird damit gleichmäßig und gründlich in einer
sehr kurzen Zeit erwärmt. Das in der Gießform enthaltene Wasser wird durch die hochfrequente
dielektrische Beheizung leicht bis auf seine Verdampfungstemperatur erwärmt.
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Für ein Itrausziehen des erzeugten Dampfes aus der Form heraus1 für
eine Herabsetzung des Dampfdruckes auf der Oberfläche, aus der der Dampf austritt,
und für ein Beschleunigen oder Fortsetzen der Verdampfung wird die Form durch Heißluft
erwärmt, indem Heißluft mit etwa 2000C zwangsmäßig in die Form geblasen wird. Auf
der Auslaßseite der Form kann für eine Beschleunigung der Trocknungswirkung ein
Sauggebläse angebracht sein. Durch Anwendung eines Düseneffektes zur Erzeugung eines
dünnen Luftstromes wird ein Sog oder konstanter Unterdruck erzeugt und damit die
Trocknung der Form beschleunigt. Für eine wechselweise Aufbringung von Wärme und
Unterdruck auf die Gießform kann eine steuerbare Vorrichtung vorgesehen werden.
Bei Aufbringung eines warmen Luftstromes auf die Form kann ihr Wassergehalt im Luftkanal
kondensiert werden, so daß eine gleichförmige Luftströmung erzielt wird.
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Durch radikales Erhitzen der Form unter Druck wird das in der Bindemittelpaste
enthaltene Wasser auf 1000C gebracht, unverzüglich ein Unterdruck auf die Form aufgebracht
und somit der Wassergehalt in der Form innerhalb kurzer Zeit in Dampf überführt,
so daß die Form vollkommen getrocknet ist.
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Um das Verfahren der zwangsmäßigen Trocknung der Gießform leistungsfähiger
zu machen, wird der mit wasserlöslicher Paste gemischte undgeknetate Sand zunächst
in einem Speichertank gelagert, wobei der Sand in dem Tank durch
Erhitzen
beispielsweise mit Mikrowellen oder durch hochfrequente dielektrische Erhitzung
und heißen Dampf mpf ständig warmgehalten wird. Zu Beginn des Formvorganges der
Gießform wird eine angemessene Menge des Sandes dem Speichertank entnommen und sofort
in ein Formmodell gegeben, um die Zeitdauer der Erhöhung der Temperatur des Formsandes
bis auf die Wasserverdampfungstemperatur kurzzuhalten. Wird der Formsand nicht zuvor
auf seine Temperatur gebracht, entstehen während des Erwärmungs-und Trocknungsvorganges
innerhalb des Sandes Nieder-und Hochtemperatubereiche so daß nur das in dem Niedertemperaturbereich
befindliche Wasser kondensiert und die Luftströmung gehemmt bzw. verhindert wird,
so daß diese Bereiche mit kondensiertem Wasser ungetrocknet verbleiben. Bei einer
zweckmäßigen Auswahl einer besonderen Bindemittelpaste und des Zustandes des Modells
wird der Sand auf über 1000C unter Druck vorgewärmt und demgemäß das in dem Sand
enthaltene Wasser sofort entzogen. Wegen der Speicherung des gemischten und gekneteten
Formsandes in einem gesonderten Behälter und der Vorwärmung durch eine zweckmäßige
Heizeinrichtung wird die Trocknungs-und Erstarrungszeit dcr Gießform außerordentlich
gekürzt und ebenso eine Zerstörung der Bindemittelpaste innerhalb des Behälters
verhindert. Die Stärkepaste bewahrt bei Einbringung eines geeigneten Wassergehaltes
und einer geeigneten Temperatur für lange Zeit ihre Haftfähigkeit. Für eine weitere
Erhöhung der Haftfähigkeit der Bindemittelpaste wird zuvor eine kleine Menge Natronätzlauge
für eine Zersetzung der Mischung in Dextrin und Zucker zugegeben, die ursprünglich
in die Bindemittelpaste gemischt waren.
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Im Folgenden wird die Wirksamkeit der Bindemittelpaste anhand von
Versuchen näher erläutert.
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Versuch 1 Getreidestärke wurde in Wasser gegeben und gekocht, um
eine Stärkepaste herzustellen. Stärkepaste wurde mit einem Gewichtsanteil von 5
% zu Kieselsand Nr. 6 beigefügt und geknetet.
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Das vermischte und geknetete Stärke-und Sandmaterial wurde sofort
in einen Vorwärmtank gegeben und durch überhitzten Dampf auf 1100C erhitzt. Zur
Herstellung einer Form wurde das Sand-und Stärkematerial rasch in einen Formkernkasten
mit den Abmessungen 50 mm x 50 mm gefüllt. Für eine rasche Trocknung der Form wurde
durch eine Unterdruckpumpe an einem Ende des Kernkastens Heißluft mit 2000C hineingesaugt.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Form wurde bezüglich ihrer
Festigkeit und Trocknungszeit, wie in Tabelle 1 dargestellt, mit einer anderen Form
verglichen, die auf herkömmliche Weise bei normaler Temperatur gebildet und in einem
Trockenofen getrocknet wurde. Wie aus Tabelle 1 zu entnehmen ist,ist die gemäß der
Erfindung hergestellte Form der nach dem Stand der Technik hergestellten überlegen.
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Tabelle 1
| Formung bei Normal- Hochtempera- |
| temperatur,an- turformung, |
| schließend Ofen- Luftstromtro8k- |
| trocknung bei 200 C nung bei 200 C |
| Zeit bis zum Trock- 90 Sek. 5 Sek. |
| nungsabschluß |
| Druckfestigkeit 7,1 14,4 |
| kg/cm2 |
Beispiel 2 20 %ige Getreidestärke wurde mit 1%iger Natronätzlauge versetzt und gekocht.
Die damit erhaltene Paste wurde mit 5 Gew.-% dem Formsand zugemischt und geknetet.
Das gemischte und geknetete Sandmaterial wurde in einen Mikrowellen-Vorwärmtank
gegeben
und auf 900C erhitzt. Der heiße Sand wurde schnell in einen Kernkasten mit den Abmessungen
28 mm x 50 mm gegeben, um einen Temperaturabfall im Sandmaterial zu verhindern.
Die Formen wurden erhitzt und unter Druck mit einem Heißluftstrom bei einer Temperatur
von 200°C getrocknet. Die nach der Erfindung hergestellte Form wurde bezüglich ihrer
Festigkeit und ihrer Trockenzeit in Tabelle 2 mit einer anderen Form verglichen,
die auf herkömmliche Weise bei Normaltemperatur gebildet und in einem Luftstrom
getrocknet wurde.
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Tabelle 2
| Formung bei Normaltem- ochtemperatur- |
| peratur6im Luftstrom formung,im Luft |
| bei 200 C getrocknet strom bei 200 C |
| getrocknet |
| Zeit bis zum Trock- 9 Sek. 4 Sek. |
| nungsabschluß |
| kg/cmZ g 9,7 17,2 |
Versuch 3 5 %iger wasserlöslicher Polyvinylalkohol (poval) wurde in Wasser gegeben,
um den Polyvinylalkohol vollständig zu lösen.
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Zu dieser Lösung wurde S%ige Kartoffelstärke hinzugefügt und geknetet,
um eine Paste zu bekommen. 5 t Paste wurde zu 5 % Kieselsand Nr. 6 gegeben und geknetet.
Der geknetete Sand wurde sofort in einen Vorwärmer eingefüllt und mittels Ilochfrequenz
auf 950C erwärmt. Der Sand wurde rasch durch überhitzten Dampf in einen Kernkasten
mit den Abmessungen 28 mm x 50 mm geblasen bzw. gefüllt und anschließend für eine
Erstarrung des Formsandes in einen Ofen mit 1100C gegeben.
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Wie in Tabelle 3 gezeigt, wo die nach der Erfindung erzeugte Form
mit einer bei normaler Temperatur erzeugten verglichen ist, ist das auf der Grundlage
des wasserlöslichen Polyvinylalkohols der Bindemittelpaste ausgeführte Hochtemperaturverfahren
überlegen.
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Tabelle 3
| Formung bei Normaltem- Hochtemperatur- |
| peratur, Ofentrocknung formung, Ofen- |
| bei 110C trocknung bei 1100C |
| Zeit bis zum 25 Sek. 15 Sek. |
| Trocknungs- |
| abschluß |
| Druckfestigkeit 7 15 |
| kg/cm2 |
Versuch 4 5%ige Stärkepaste mit einem Wassergehalt von 80 % wurde Formsand zugefügt
und verknetet; der erhaltene Sand wurde in einem Vorwärmer-und Warmhaltetank mit
Dampfbeheizung bei 1000C gespeichert. Der Sand wurde rasch in einen Kernkasten mit
den Abmessungen 50 mm x 50 mm gefüllt und unmittelbar darauf in einen Unterdrucktank
gegeben, in dem der Formsand unter Unterdruck durch Mikrowellen rasch erhitzt wurde
. Die Beheizungszeit wurde auf diese Weise auf 5 Sekunden abgekürzt und war gegenüber
der herkömmlichen Beheizungszeit über 10 mal kleiner.
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Versuch 5 100 Teile Kieselsand Nr. 6 und 5 Teile Stärkepaste mit
einem Wassergehalt von 80 % wurden gemischt und geknetet; der erhaltene Sand wurde
in einen Vorwärmetank gegeben. Zur Erwärmung des Sandes auf 1000C wurde überhitzter
Dampf in den Tank geblasen.
Der Sand wurde unter Verwendung überhitzten
Dampfes rasch in einen Kernkasten gefüllt und eine Gießform mit 5 kg Masse erzeugt.
Die Gießform wurde sofort in einen Drucktank eingegeben, dem überhitzter Dampf zugeführt
wurde, bis zwei Atmosphärendruck erreicht waren. Nachdem das Innere der Gießform
ausreichend erwärmt war, wurde der Druck im Inneren des Tankes mit Hilfe einer Unterdruckpumpe
auf -60 mm Hg abgesenkt. Die vorbeschriebenen Schritte wurden mehrere Male ausgeführt,
so daß selbst das Innere der Form innerhalb einer kurzen Zeit vollständig getrocknet
und eine praktisch verwendbare und feste Kernform erhalten wurde.
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Wie aus den vorstehenden Versuchsbeschreibungen hervorgeht, wird
die Trocknungszeit bei dem erfindungsgemäßen Gießformherstellungsverfahren unter
Verwendung einer wasserlöslichen Bindemittelpaste außerordentlich verkürzt, so daß
die Leistungsfähigkeit stark vergrößert und auch die Umschlags-bzw. Umsatzleistung
der Formmodelle, wie beispielsweise einem IXolzkernkasten, zunimmt. Aufgrund der
Mikrowellenbeheizung, die zur Absenkung der Wasserverdampfungs -temperatur in Unterdruckatmosphäre
geschieht, wird ferner ein Verformen der Formmodelle aus Kunststoff verhindert.
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Weiterhin wird bei einer fortschrittlichen Sandwiederverwendung die
in dem Kernformsand enthaltene Bindemittelpaste einem größeren Anteil Formsand beigemischt,
so daß dessen Formbarkeit auf wirtschaftliche Weise verstärkt wird. Da keinerlei
Gerüche entstehen, ist die Arbeitsplatzumgebung vorteilhaft verbessert; das Problem
einer Geruchsbelästigung und einer Alkalilaugenverteilung ist wirkungsvoll gelöst.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen mit Mikrowellen dielektrisch beheizten Vorwärmer;
Fig. 2 zeigt einen weiteren hochfrequent dielektrisch beheizten Vorwärmer; Fig.
3 zeigt einen mit überhitztem Dampf beheizten Vorwärmer; Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt
durch einen Formsand-Vorwärmer; Fig. 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie
A-A in Fig. 4; Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch eine Kernformvorrichtung; Fig. 7
und 8 zeigen Schnitte durch Formkästen; Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch eine Kernform;
Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch eine Form mit einem llolzmodell und darüber geschichtetem
Formsand unter Zwischenschaltung einer Trennschicht.
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Fig. 11 zeigt einen Schnitt der umgedrehten Kastenform, aus der das
Modell entfernt ist.
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Der gemischte und geknetete Sand mit Bindemittelpaste ist in einem
in Fig. 1 gezeigten Vorwärmtank 1 gespeichert und vorgewärmt. Die Bauweise und das
Baumetall des Tanks ist entsprechend dem verwendeten Heizsystem ausgewählt. Der
Vorwärmtank kann offen, halboffen oder abgedichtet sein.
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Der abgedichtete Metalltank 1 weist ein dielektrisch mit Mikrowellen
beheiztes System auf, wobei um den Metalltank herum eine thermische Isolierung aufgebracht
ist. Auf der Oberseite des Tanks ist ein Einlaß 2 für den gemischten und gekneteten
Sand ausgebildet, auf der Unterseite des Tanks 1 ist ein Sandauslaß 4 vorgesehen,
der über einen Trennschieber 3 zu einem Kernkasten führt; seitlich vom Tank 1 ist
ein Mikrowellengenerator 6 mit einer Wellenführung 5 angebaut. In Fig. 2 ist der
Anwendungsfall eines hochfrequent dielektrisch beheizten Systems gezeigt. Ein dichter
Kunststofftank 11 hat auf seiner Oberfläche einen Einlaß 12 für den gemischten und
gekneteten Sand. Auf der Unterseite des Tanks 11 mündet ein Sandauslaß 14 zu einem
Trennschieber 13; zwei Hochfrequenz-Oszillatorplatten 15 sind jeweils auf beiden
Seiten des Tanks 11 angeordnet. Bei Verwendung von überhitztem Dampf wird ein in
Fig. 3 gezeigter doppelwandiger Tank benützt. Auf der Oberseite des Innentanks 21
des doppelwandigen Tanks ist ein Einlaß für den gemischten und gekneteten Sand bzw.
ein Dampfauslaß 22 angeordnet. Ein Außentank 26 weist auf seiner Unterseite einen
Sandauslaß 25 auf, der über einen Trennschieber 23 zu einem Formkasten 24 führt.
Der Innentank 21 hat einen zu dem Sandauslaß 25 führenden offenen Boden.
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Der überhitzte Dampf wird in die zwischen den Wänden des Innentanks
21 und des Außentanks 26 ausgebildete Dampfführung 27 geleitet und in einen Raum
des Innentanks 21 geführt, wo der Dampf den darin enthaltenen Sand erwärmt; der
Dampf entweicht aus dem Dampfauslaß 22.
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Bei Bedarf kann jeweils ein Rührwerk in den vorstehend baschriebenen
Vorwärmtanks vorgesehen werden, um den darin enthaltenen Sand zu kneten und gleichmäßig
zu erwärmen.
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Die primäre Funktion des Vorwärm-und Speichertanks besteht darin,
zu jeder Zeit eine Formsandmenge mit festem Wassergehalt und Temperatur bereitzustellen;
demgemäß kann jegliche Art von Tanks verwendet werden, vorausgesetzt der Tank erfüllt
die primäre Funktion. Der Formsand wird erfindungsgemäß etwa
auf
Verdampfungstemperatur des Wassers vorgewärmt und gespeichert und bei Bedarf rasch
mit geeigneter Menge in einen Formkasten gefüllt. Auf diese Weise kann der Sand
mit einem festen Wassergehalt und gleichmäßiger und bestimmter Temperatur in den
Formkasten eingefüllt werden, so daß eine für die Erhöhung der Temperatur des Sandes
auf Wasserverdampfungstemperatur erforderliche Aufwärmzeit und ein Verstopfen der
Lufttrocknungswege aufgrund von Wasserkondensation im hiedrigtemperaturbereich des
Formsandes vermieden wird. Die Bindemittelpaste wird in dem Vorwärmtank konstant
auf ihrer bestimmten Temperatur gehalten, so daß sie ein bestimmtes Wasservoluman
enthält und keine Zerstörung bzw.
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ersetzung der Paste auftritt.
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Aufgrund der hohen Temperatur der in dem Vorwärmtank enthaltenen
Bindemittelpaste wird eine ausreichende Fließfähigkeit und Ilaftfähigkeit des nur
eine kleine Menge Wasser enthalteden Sandes aufrechterhalten, so daß sich die Trockenzeit
des Sandes verkürzt. Bei den vorbeschriebenen Versuchen wurde die Gießform aus gemischtem
und geknetetem Sand durch Mikrowellen oder Hochfrequenz dielektrisch beheizt.
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Der vorgewärmte Sand kann jedoch, wie nachstehend beschrieben, in
dem Formverfahren ausschließlich durch Heißluft getrocknet und verfestigt werden.
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Versuch 6 20 %ige Getreidestärke wurde mit Wasser vermischt und zur
Erzeugung einer Stärkepaste gekocht. 5 Gew.-% der Stärkepaste wurde zu Kieselsand
zugefügt und geknetet. Der Sand wurde dann unmittelbar in einen Vorwärmtank gegeben,
in dem der Sand durch Uberhitzung auf 1100C erwärmt wurde. Der vorgewärmte Sand
wurde zur Erzeugung einer Form rasch in einen Kernkasten mit den Abmessungen 50
mm x 50 mm eingefüllt. Von einem Ende des Kernkastens wurde mit Hilfe einer Unterdruckpumpe
Heißluft mit 2000C angesaugt, so daß die Form in dem
Kernkasten
schnell getrocknet wurde. Die durch dieses Verfahren hergestellte Form ist, wie
in Fig. 4 gezeigt, einer bei gewöhnlicher Temperatur und in einem Trockenofen getrockneten
herkömmlichen Form in bezug auf Festigkeit und Trockenzeit überlegen.
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Tabelle 4
| Formung mit normaler Hochtemperatur- |
| Temperatur, Ofen- formung,Blasluft- |
| trocknung bei 2000C trocknung bei 2000C |
| Zeit bis zum Trock- 90 Sek. 5 Sek. |
| nungsabschluß |
| Druckfestigkeit 7,1 14,4 |
| kg/cm |
Versuch 7 20 %ige Getreidestärke wurde mit 1%Der Natronätzlauge gemischt und zur
Erzeugung einer Bindemittelpaste gekocht.
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5 Gew.-% der Paste wurde zu Formsand gegeben und geknetet.
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Das geknetete Material wurde in einen Vorwärmtank gegeben, wo die
Temperatur des Materials durch Mikrowellen erhöht wurde.
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Das Material wurde rasch in einen Kernkasten mit den Abmessungen 28
mm x 50 mm gefüllt, um ein Auskühlen des Materials zu verhindern.
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Tabelle 5
| Formung bei Hochtemperaturformung |
| normaler Tempera- Blaslufttrocknung bei |
| tur,Blaslufttrock- 2000C |
| nung bei 2000C |
| Zeit bis zum |
| Trocknungsabschluß 9 Sek. 4 Sek. |
| Druckfestigkeit 9,7 17,2 |
| kg/cm2 |
Versuch 8 5%Der wasserlöslicher Polyvinylalkohol (poval) wurde
Wasser zugesezt und ausreichend aufgelöst. Zu der Lösung wurde 5 %ige Kartoffelstärke
zugegeben und zur Erzeugung einer Paste erhitzt. 5 % der Paste wurde dann Kieselsand
Nr. 6 zugefügt und geknetet; der mit Paste versehene Sand wurde dann sofort in einen
Vorwärmtank gegeben, wo er im Hochfrequenzverfahren auf 950C erwärmt wurde. Der
heiße Sand wurde unter Einblasung von überhitztem Dampf in einen Kernkasten mit
den Abmessungen 28 mm x 50 mm eingefüllt und der Formsand in einem Ofen bei 1100C
verfestigt.
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In Tabelle 6 ist die Trocknungszeit und die Druckfestigkeit der bei
Versuch 8 hergestellten Sandform gezeigt. Wie daraus hervorgeht, ist die durch ochtemperaturformung
hergestellte Sandform bei Verwendung von etwas Kunstharz, wie beispielsweise wasserlöslichem
Polyvinylalkohol, effektiv und vorteilhaft verbessert.
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Tabelle 6
| Formung bei Normal- fiochtemperaturformung |
| temperatur, Ofen- Ofentrocknung bei |
| trocknung bei 110 c 1100C |
| Zeit bis zum Trock- 25 Sek. 15 Sek. |
| nungsabschluß |
| Druckfiestigkeit 7 15 |
| kg/cm |
Versuch 9 5 %ige Stärkepaste mit einem Wassergehalt von 80 % wurde Formsand zugefügt
und geknetet. Der geknetete Sand wurde in einen die Temperatur haltenden Vorwärmtank
gegeben und mit Dampf auf 1000C erwärmt. Für die Herstellung einer Form wurde der
warme Sand rasch in einen Holzmodellkasten eingefüllt. Die
Form
wurde sofort in einen Unterdrucktank eingegeben, in dem der Druck gesenkt und die
Form durch Mikrowellenheizverfahren abrupt aufgeheizt wurde. Die Trocknungszeit
wurde im Vergleich mit der Trocknungszeit bei herkömmlichen Trocknungsverfahren
von 50 Sekunden auf günstige 5 Sekunden verkürzt.
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Versuch 10 100 Teile Kieselsand Nr. 6 und 5 Teile Stärkepaste mit
einem Wassergehalt von 80 % wurden gemischt und geknetet und der erhaltene Formsand
in einen Vorwärmtank gegeben und durch Einblasen von überhitztem Dampf auf 1000C
erwärmt. Der Formsand wurde durch Blasen mit überhitztem Dampf rasch in einen Kernkasten
eingefüllt und eine Kastenform mit 5 kg Masse erhalten. Die Form wurde dann unmittelbar
in einen Drucktank eingegeben, in den zum Erwärmen der Form überhitzter Dampf eingeführt
wurde. War das Innere des mittleren Teils der Form ausreichend erwärmt, wurde der
Druck in dem Tank mit hilfe einer Unterdruckpumpe abrupt gesenkt. Die Form wurde
effektiv und vollständig innerhalb einer sehr kurzen Zeit bis in ihren Mittelteil
hinein getrocknet, indem die abrupte Druckabsenkung mehrmals wiederholt wurde; damit
wurde ein fester und praktisch verwendbarer Kern erhalten.
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Im Folgenden wird ein weiteres günstiges Ausführungsbeispiel der Erfindung
beschrieben.
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Eine zweckmäßige Menge wasserlöslicher Paste und 0,5 bis 3,0 % Wasser
in einem Verhaltnis bezüglich des ganzen oder sich ergebenden Volumens beider Materialien
wurden gemischt und verknetet; der Formsand wurde in einen dichten, mit einem Rührer
ausgestatteten Wärmetank eingegeben und auf etwa 950C vorgewärmt.
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Der warme Formsand wurde unter Unterdruck von etwa 0,1 at in die Form
eingefüllt, um den Sand zu trocknen und zu verfestigen.
Die Menge
der Bindemittelpaste wurde entsprechend der Art der wasserlöslichen Bindemittelpaste
bestimmt, so daß die Funktion bzw. Ilaftfähigkeit der wasserlöslichen Paste praktisch
effektiv ausgenutzt wurde, wobei ein vistiGves Wasservolumen in der Paste etwa 0,5
% bis 3,0 % im Verhältnis zur Sandvolumen war. War die Wassermenge in dem Bindemittel
geringer als 0,5 %, wurde die llaftfähigkeit sehr gering, und war die Wassermenge
größer als 3 %, wurde die für die Trocknung und Verfestigung der mit dem Sand vermischten
Paste erforderliche Zeit sehr groß.
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Im Falle einer in der Bindemittelpaste enthaltenen kleineren Wassermenge
werden allgemein die Fließfähigkeit der Paste und demgemäß die Fließfähigkeit des
mit der Paste vermischten Sandes und die Haftfähigkeit der Paste ungenügend und
somit die Ausformbarkeit der Form gering. Erfindungsgemäß ist jedoch eine geringere
Wassermenge in der Paste ausreichend, da der gemischte und geknetete Sand auf eine
geeignete Temperatur vorgewärmt wird. In der Praxis wird der Sand vorgewärmt und
dann das Bindemittel und das Wasser zugefügt, um einen warmen Sand zu erhalten,
der eine bestimmte Menge an wasserlöslicher Paste bzw. Wasser und Formsand enthält;
Der Formsand und das Bindemittel werden gemischt, das Wasser dem Gemisch beigefügt
und dann das Gemisch vorgewärmt und gespeichert. Bei Bedarf können der wasserlöslichen
Bindemittelpaste Stoffe wie Bentonit zugefügt werden. Wirtschaftlichkeitserwägungen
bei Verwendung einer Unterdruckpumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb des
Formkastens lassen etwa 0,lat als zweckmäßig erscheinen; bei größeren Geräten kann
ein höherer Unterdruck verwendet werden.
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Die geeigneten Mengen an Bindemittelpaste, Wasser, die zweckmäßige
Vorwärmtemperatur und die Stärke des Unterdrucks werden im Hinblick auf die erforderliche
Trocknungszeit des Sandes und der Wirtschaftlichkeit unterschiedlicher
Faktoren
bestimmt.
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Gemäß einem der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden 100 Teile
Kieselsand Nr. 6, 2 Teile Dextrin und 1,5 Teile Wasser gemischt und verknetet und
der erhaltene Fomrsand in einen dichten Vorwärmtank mit Rührwerk eingefüllt, wo
der Sand gleichmäßig auf 950C erwärmt wird. Der Sand wird schnell in ein zylindrisches
Holzmodell mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Tiefe von 150 mm eingefüllt
und gepreßt. Der gepreßte Sand wird als nächstes in einen Unterdrucktank eingegeben,
in dem der Innendruck allmählich für 3 Minuten auf 40 mm lig abgesenkt wird; damit
wird eine 2 Form mit hoher Druckfestigkeit von 35 kg/cm2 erhalten.
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Für eine Erhöhung der Druckfestigkeit der getrockneten und verfestigten
Form kann bei Bedarf zwei bis 10 % in einem organischen Lösungsmittel wie Alkohol
gelöstes Phenolkunstharz auf die Oberfläche der Form aufgesprüht oder aufgebürstet
werden. Die Form wird eine sehr kurze Zeit getrocknet und verfestigt, so daß der
Trocknungs-und Verfestigungsvorgang vollkommen synchron mit anderen Vorgängen beim
Gießverfahren läuft.
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Anhand der Fig. 4 und 5 wird nachstehend eine praktisch verwendbare
und effektive Formsand-Vorwärmvorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens beschrieben.
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Die Vorwärmvorrichtung umfaßt einen zylindrischen dichten Tank 110,
der auf einer Standfläche auf an dem Tank befestigten Stützbeinen 112 horizontal
angeordnet ist. Der Tank hat einen oberen Sandeinlaß 114 und einen unteren Sandauslaß
116. Auf dem Sandeinlaß 114ist über einenO-Ring 118 ein Offnungs-und Verschlußdeckel
120 angeordnet. Der Auslaß 116 ist mit einem Schieber 122 zum öffnen und Schließen
des
Sandauslasses 116 versehen. Auf der Außenfläche des zylindrischen
Tanks 110 sind aus Gründen der Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche eine Vielzahl
von Rippen 124 angeordnet. Unterhalb des zylindrischen Tanks 110 befindet sich ein
Gasbrenner 126, der sich in Richtung der Längsachse des Tanks 110 erstreckt. Zur
Erhöhung der thermischen Ausbeute der Gasenergie ist der zylindrische Tank unter
Freilassung eines ringförmigen Spaltes wie in Fig. 5 gezeigt von einer Haube 128
umgeben. An der Haube 128 sind eine obere Öffnung und eine untere Öffnung so ausgebildet,
daß sie sich in Längsrichtung des Tanks erstrecken und Heißluft von dem Gasbrenner
innerhalb des ringförmigen Spaltes zur oberen Öffnung nach oben strömt. Eine Rotationswelle
134 erstreckt sich durch die Mitte des zylindrischen Tanks 110; die Welle wird durch
einen Riemen 130 von einem Antriebsmotor 132 angetrieben. Die Welle 134 ist mit
einem Schraubenband zum Durchrühren des Formsandes versehen, das so an der Welle
befestigt ist, daß das Schraubenband entlang der Innenfläche des Tanks gleitet.
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Das zuvor gemischte und geknetete Sand Bindemittelmaterial wird durch
den Sandeinlaß 114 dem Vorwärmtank 110 zugeführt. Nach dem Schließen des Deckels
120 wird der Gasbrenner 126 in Betrieb gesetzt und gleichzeitig der Sand durch das
Schraubenband 136 umgerührt. Erreicht die Temperatur des umgerührten Sandes 900C
bis1000C, wird der Schieber 122 geöffnet, so daß der warme Sand aus dem Tank 110
in einen nicht gezeigten wärmeisolierten Tank gefördert wird. Der Sand kann bei
Bedarf auf eine niedrigere Temperatur als 900C vorgewärmt werden.
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Der gemischte geknetete und vorgewärmte Sand wird dann rasch in einen
Formkasten eingefüllt, wo der Sand einem Ileißluftstrom und/oder einem Unterdruck
ausgesetzt wird , so daß der Formsand sofort getrocknet und verfestigt wird.
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Anhand Fig. 6 wird eine Vorrichtung zur wirkungsvollen Formung von
Kernen beschrieben.
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Die Vorrichtung umfaßt einen Sandvorratstank 210, in dem der von
einer mit Rührwerk und Vorwärmung versehenen Vorrichtung vorgewärmte Formsand gespeichert
ist. Der Sand wird durch einen Sandeinlaß 212 auf der Oberseite des Tanks 210 in
den Tank eingefüllt. Der Sand innerhalb des Tanks wird durch einen Wärmeerzeuger
erwärmt, wie beispielsweise einem elektrischen Erhitzer 216, der in eine wärmeisolierende
Wand 218 eingelassen ist, die um die Außenwand des Tanks herumläuft. Durch die Bauweise
des Tanks wird der vorgewärmte Sand wirkungsvoll ohne Verlust an Wärmeenergie gespeichert.
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Der in dem Tank gespeicherte Sand fällt beim Öffnen eines Schiebers
214 auf der Unterseite des Tanks durch einen Einblasraum 220 in einen Formkernkasten.
Der Einblasraum 220 ist entlang seines Umfangs doppelwandig ausgebildet. Die Außen-und
Innenwand bilden zwischen sich eine Luftkammer 222; die Innenwand hat mehrere Schlitze
224, die die Luftkammer 222 mit dem Einblasraum 220 verbinden.
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Der Sand wird durch eine Sandzuführöffnung 228 dem Formkernkasten
226 zugeführt. Aus einem Lufttank 230 wird durch ein Ventil 232 und eine Luftleitung
234 Luft in den Einblasraum 220 geleitet. Der Lufttank 230 enthält Luft mit hohem
Druck, hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit. Der hohe Druck der in dem Tank 230
enthaltenen Luft wird durch einen nicht gezeigten Luftkompressor erzeugt, der mit
einer Luftleitung 236 mit dem Tank verbunden ist. Die Luft in dem Tank 230 wird
durch einen elektrischen Erhitzer 238 und eine Versorgungsleitung 240 für erhitzten
Dampf erwärmt, die jeweils innerhalb des Tanks 230 angeordnet sind. Eine Übertragung
der Wärme der Luft in dem Tank 230 nach außen wird durch eine um den Tank herum
gewickelte Wärmeisolierung 242 verhindert. Die Temperatur, Feuchtigkeit und der
Druck werden durch ein Thermometer 246, ein Hygrometer 244 und ein
Manometer
248 angezeigt, um diese Werte jederzeit überwachen zu können.
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Der ein Bindemittel aus wasserlöslicher Paste enthaltende Formsand
wird im Betrieb innerhalb des Sandvorrattanks 210 gespeichert, um den Wassergehalt
und die Temperatur des Sandes konstant zu halten. Der Formkernkasten 226 wird dann
in Verbindung mit der Sandzuführöffnung 228 gebracht und der Schieber 214 geöffnet,
so daß ein bestimmtes Volumen gemischter und gekneteter Sand aus dem Sandvorratstank
210 in den Einblasraum 220 fällt. Das Ventil 232 wird geöffnet, so daß die in dem
Lufttank 230 unter Druck gehaltene Luft durch die Luftleitung 234, die Luftkammer
222 und die Schlitze 224 in den Einblasraum 220 zugeführt wird; auf diese Weise
wird der erwärmte Sand rasch durch die Sandzuführöffnung 228 in den Formkernkasten
226 eingefüllt.
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Der Zustand der in dem Lufttank 230 enthaltenen Luft wird in Abhängigkeit
von dem Zustand des in dem Formkernkasten 226 einzufüllenden erwärmten Sandes bestimmt.
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Genauer geschieht dies dadurch, daß die Temperatur und Feuchtigkeit
der Tankluft entsprechend dem Wassergehalt des Sandes und der Paste gesteuert wird;
enthält der Sand wenig Wasser, wird dem Sand kalte Luft zugeführt, enthält der Sand
dagegen viel Wasser, wird dem feuchten Sand Luft geringer Feuchtigkeit bzw. trockene
Luft zugeführt.
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Der in den Formkernkasten 226 eingefüllte Sand wird unter Druck oder
Unterdruck gekühlt, um ein schnelles Trocknen und eine schnelle Festigung bzw. Erstarrung
zu erzielen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Frfindung werden 100
Teile Kieselsand Nr. 6, 2 Teile Wasser und 2,5 % Dextrin gemischt, geknetet und
ineiner Vorwärmmühle auf 950C vorgewärmt. Der vorgewärmte Sand wird in einen
Speichertank
eingefüllt, um ein Verdampfen des Wassergehaltes zu verhindern und die Temperatur
des Sandes auf etwa 95 0C zu halten. Eine erforderliche Sandmenge wird in den Einblasraum
eingetragen und sofort mit Hilfe eines Heißluftstromes mit 5at, 1000C und einer
Feuchtigkeit von 100 % in einen Formkernkasten hineingeblasen. Der Formkernkasten
hat einen Durchmesser von 100 cm und eine Länge von 10 cm. Im Anschluß daran wird
trockene Luft mit 2000C und 2 at Druck 45 Sekunden lang in den Kasten gedrückt.
Als Ergebnis wird ein vollkommen getrockneter und fester Kern erhalten, mit dessen
Verwendung ausgezeichnete Gießformen erzeugbar sind.
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Wie in Fig. 7 gezeigt, ist auf einem Modellträger 312 ein Modell
310 angeordnet, wobei in dem Modell und in dem Träger eine zweckmäßige Zahl von
Belüftungslöchern ausgebildet sind. Die Belüftungslöcher verbinden den Formsand
326 in der Umgebung des Modells 310 mit der Atmosphärenluft.
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Der Durchmesser der Belüftungslöcher wird in Abhängigkeit von der
Menge des Formsandes bzw. der Korngröße des Sandes bestimmt; ein günstiger Durchmesser
der Belüftungslöcher beträgt etwa 0,5 bis 2 mm. Weitere Belüftungslöcher gehen durch
den Modellträger 312 hindurch und verbinden den Formsand mit der Atmosphärenluft.
Der Formsand wird von einem auf dem Modellträger 312 aufmontierten Formkasten 320
umgeben bzw.
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abgedichtet. An einem oberen Abschnitt im Innenraum des Formkastens
320 erstreckt sich horizontal ein Drahtnetz 322.
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Der von der oberen Wand des Kernkastens 320 und dem Drahtnetz 322
umgebene Raum bildet eine Unterdruckkammer 324, über die ein Unterdruck auf den
Formsand 326 aufgebracht wird.
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Der Formsand, der eine wasserlösliche Bindemittel paste enthält und
auf 500C bis 1000C vorgewärmt ist, wird in den Formkasten 320 gegossen bzw. eingeblasen
und die Luft innerhalb des Unterdruckraumes 324 mit Hilfe einer
nicht
gezeigten Unterdruckpumpe durch eine in den Raum 324 einmündende Leitung abgesaugt,
so daß die Atmosphärenluft durch die Belüftungslöcher 314 und 316 abgesaugt wird.
Auf diese Weise wird der Formsand ausgehend von dem das Modell umgebenden Sand bis
zu dem in der Mitte befindlichen Formsand allmählich getrocknet und verfestigt.
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Das Modell wird entfernt, wenn die Schicht um das Modell herum getrocknet
und verfestigt ist. Wird der Formsand einer zusätzlichen Luftansaugung durch das
Drahtnetz ausgesetzt, dann wird die Luft durch den freien Raum des entfernten Modells
angesaugt, so daß eine weitere Verfestigung des gesamten Formsandes in dem Formkasten
320 erreicht wird.
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In Fig. 8 ist eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Formkernkastens
gezeigt, bei der der Formsand seitlich über Drahtnetze 322 getrennt von einer Unterdruckkammer
324 umgeben und oben auf dem Formsand ein Kunstharz film 328 angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Unterdruckkammer in einem Modellträger 332 ausgebildet und ein
Drahtnetz 330 erstreckt sich über die obere Fläche der Unterdruckkammer und begrenzt
diese. Auf dem Modellträger 332 steht ein Formkernkasten 334. Eine Anzahl Entlüftungslöcher
336 sind in dem Kasten 334 ausgebildet und münden in der Atmosphärenluft. Im Betrieb
wird der Formsand in den Formkernkasten eingegossen und die Luft innerhalb des Sandes
durch das Drahtnetz 330 hindurch abgesaugt, so daß der Formsand rasch trocknet und
verfestigt, wobei als erstes eine dünne Sandschicht 338 um das Modell herum gebildet
wird.
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Sobald die Sandschicht 338 verfestigt ist, kann der Kernkasten 334
entfernt und sofort weiterverwendet werden.
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Versuch 11 50 kg Kieselsand Nr. 5 wurde in einem Heizkessel auf 1100C
erwärmt. Der heiße Sand wurde in eine dichte Umrührmühle zusammen mit 1 kg Dextrin
und1,5 kg heißem Wasser mit 950C eingefüllt. Der Sand mit dem zugesetzten Dextrin
und heißem Wasser wurde 10 Minuten geknetet, um einen warmen Formsand zu erhalten.
20 kg des auf 850C vorgewärmten Formsandes wurde in einem Formkasten mit einer Anzahl
Luftlöcher darin und einem auf den Kernkasten aufgebrachten Form-Trennmittel eingegossen
bzw. eingeblasen. Anschließend wurde eine Unterdruckiammer oberhalb des den Formsand
enthaltenden Kastens aufgesetzt und der Sand 20 Sekunden lang einem Unterdruck von
400 mm Hg ausgesetzt; als Ergebnis wurde eine in der Tiefe gleichmäßig getrocknete
und verfestigte Form erhalten.
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Versuch 12 50 kg getrockneter Kieselsand Nr. 6 wurde in einer Heiz.
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und Umrührmühle auf 110°C vorgewärmt. Dem heißen Sand wurden 2 kg
Dextrin und 2 kg heißes Wasser mit 950C beigefügt und die Mischung 10 Minuten lang
umgerührt. 20 kg des heißen Formsandes wurden in den in Fig. 8 gezeigten Formkasten
eingegossen und der Sand dem Unterdruck des seitlichen Unterdruckraumes ausgesetzt.
Das Modell 310 konnte als Ergebnis innerhalb von 30 Sekunden frei von dem Formsand
abgelöst werden; 15 Minuten waren ausreichend, um den gesamten Formsand vollständig
zu trocknen und zu befestigen.
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Anhand der Fig. 10 und 11 wird eine weitere Ausführungsform eines
Formkernkastens beschrieben.
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Bei dieser Ausführung trägt eine mit einer Unterdruckvorrichtung
verbundene Unterdruckkammer bzw. Modellträger 410 ein hölzernes Modell 412. Der
Sand wird in den Formkasten gegossen und um das Modell 412 herum auf einer Formtrenn-
bzw. Freigabeschicht 414, wie beispielsweise einer Kunstharz-oder Synthetikgummifolie,
verteilt. Wird die Luft innerhalb der Unterdruckkammer 410 durch die in dem Modell
412 vorgesehenen Belüftungslöcher 418 gesaugt, legt sich die Schicht 414 in engen
Kontakt mit den oberen Flächen des Modells und des Trägers 410. Der in den Kasten
einzufüllende Formsand enthält vorzugsweise eine wasserlösliche Bindemittelpaste
und ist auf 400C bis 900C vorgewärmt. Nach Abschluß des Einfüllens des Formsands
wird eine auf der Unterseite mit einem Tragnetz 420 ausgestattete weitere Unterdruckkammer
422 auf den Formkasten aufgesetzt, so daß sie mit der Unterfläche des Drahtnetzes
420 in Kontakt mit dem Formsand 416 kommt. Anschließend beginnt der Ansaugvorgang
der Unterdruckkammer 422. Nach Abschluß des Ansaugvorganges durch Abschalten der
Unterdruckkammer 422 wird die Einheit aus Unterdruckkammern, Formsand und Modell
wie in Fig. 11 gezeigt umgedreht, so daß das Modell vom Sand getrennt werden kann.
Das Modell ist leicht entfernbar, da die Schicht 414 und das Modell 412 nicht aneinander
anhaften.
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Noch während die Kammer 422 unter Unterdruck steht, wird Heißluft
auf die Schicht 414 aufgebracht, so daß diese schmilzt und durch den Formsand 416
hindurch zur Kammer 422 hindurchgeht. Auf diese Weise wird der Sand ausgehend von
dem mit der Kunststoffschicht 414 in Berührung stehenden Bereich rasch getrocknet
und verfestigt, so daß innerhalb sehr kurzer Zeit eine der Form des Modells 412
entsprechende starre Sandschicht entsteht. Im Falle einer relativ kleinen Form ist
es nicht erforderlich, Heißluft auf die Kunststoffschicht 414 aufzubringen, es reicht
vielmehr aus, nur die KUnststoffschicht 414 zu entfernen.
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Versuch 13 Ein Modell mit einem Durchmesser von 150 mm und einer
Länge von 150 mm wurde mit einer Kunststoffolie bedeckt und in einen Formkasten
gesetzt. 100 Teile Kieselsand Nr. 6, ein Teil Dextrin und 0,8 Teile Wasser wurden
gemischt, geknetet und auf 900C vorgewärmt. Der Formsand wurde in den Formkasten
eingefüllt und die Unterdruckkammer 422 auf den Kasten aufgesetzt. Ein Unterdruck
von 650 mm Hg wurde an die Kammer 422 angelegt, die Kammer und der Kasten umgedreht
und das Modell entfernt. Auf die Kunststoffschicht wurde Heißluft mit 3000C aufgebracht,
um diese zu schmelzen. Nach Abschluß des Schmelzens wurde das Ansaugen durch Unterdruck
und das Aufbringen von Heißluft 5 Minuten lang fortgesetzt, um den Formsand vollständig
zu trocknen und zu verfestigen.
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Durch eine Verbindung von geschmolzenem Kunststoff und Dextrin wurde
somit eine starre äußere Oberfläche der Form erzielt.
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Bei einem herkömmlichen Unterdruck-Formungsverfahren wird der Formsand
nach seiner Formung durch eine Folie abgedichtet, um bei Aufbringung von Unterdruck
die Form des Formsandes zu erhalten. Brach die Folie während des Saugvorganges,
wurde der dem Unterdruck ausgesetzte Sand auf nachteilige Weise nicht in seinem
geformten Zustand erhalten.
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Der Vorteil sowohl beim herkömmlichen Unterdruckformungsverfahren
als auch beim erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß der geformte Formsand
nach dem Gießen leicht zerbrochen werden kann. Der Nachteil des herkömmlichen Verfahrens
besteht in der Notwendigkeit, den Unterdruckansaugvorgang fortzusetzen, um die Ausformung
des Formsandes aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz dazu können die Sandformen nach
der Erfindung nach ihrer Verfestigung transportiert und gestapelt werden, so daß
der für ein Lagern der Formen benötigte Raum außerordentlich verringert wird.
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Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur Herstellung
von Gießformen und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei der
Sand der Gießform wasserlösliche Bindemittelpaste enthält. Der Sand wird zuvor durch
Mikrowellen-oder Hochfrequenzerhitzen in einem Sandvorratstank erwärmt. Die Sandtemperatur
und-feuchtigkeit und die in dem Sand enthaltene Bindemittelmenge werden frei gesteuert.
Der vorgewärmte Sand wird durch vorgewärmte Luft in einen unterhalb vom Vorratstank
angeordneten Formkasten eingeblasen. Die Feuchtigkeit und Wärme der vorgewärmten
Luft wird gesteuert.